垂直起落飞机

垂直起落技术顾名思义就是飞机不需要滑跑就可以起飞和着陆的技术。它是从50年代末期开始发展的一项航空技术。

垂直起落飞机产生升力的办法有三个，一个是偏转发动机的喷管，第二种是直接使用升力发动机提供升力，第三个是前两种办法的组合，同时使用升力发动机和主发动机。目前世界上服役的垂直起落飞机有英国的“鹞”式系列，美国的AV-8系列以及俄罗斯的雅克36。俄罗斯还有另外一种编号为雅克141的超音速垂直起落飞机，但是由于没有经费，并没有进入工程发展。

装备英国“皇家方舟”号航母的“海鹞”就是“鹞”式的海军型。“海鹞”还使用了“斜曲面跃飞”的短距起落技术，通过在航母上安装12度的斜甲板，可以让飞机滑跑跃飞，再利用推力转向，使飞机在推力不足的情况下仍能在空中稳定加速。

英国“鹞”式战斗机/美国AV-8系列战斗机

鹞式/AV-8(10)鹞”是一种亚音速单座单发垂直/短距起落战斗机，是英国原霍克飞机公司(已并入英国航宇公司)和布里斯托尔航空发动机公司(已并入罗·罗公司)研制的世界上第一种实用型垂直/短距起落飞机，其主要任务是空中近距支援和战术侦察。1966年8月“鹞”式原型机试飞，1969年4月开始装备英国空军。“鹞”式飞机采用带下反角的后掠上单翼，一台“飞马”发动机，机身前后有4个可旋转0°～98.5°的喷气口，提供垂直起落、过渡飞行和常规飞行所需的动升力和推力，机翼翼尖、机尾和机头有喷气反作用喷嘴，用于控制飞机的姿态和改善失速性能。“鹞”具有中低空性能好、机动灵活、分散配置、可随同战线迅速转移等特点。其最大缺点是垂直起飞时航程和活动半径小、载弹量小并且陆上使用时后勤保障困难。

武器装备：典型带弹方案为一对30毫米“阿登”机炮舱，三颗454千克炸弹，一对“马特拉”155火箭发射筒，以及“响尾蛇”空空导弹等。

尺寸数据：翼展7.70米，机长13.89米，机高3.45米，机翼面积18.68平方米，展弦比3.175，机翼后掠角(1/4弦线处)34°。

重量数据：空重5580千克，最大起飞重量11340千克。

性能数据：最大平飞速度1186千米/小时(高度300米)，海平面最大爬升率180米/秒，实用升限15240米，作战半径垂直起落时92千米、短距滑跑时418千米，转场航程(带四个副油箱)3300千米。

俄罗斯雅克-141

雅克-141是前苏联雅克夫列夫飞机设计局设计的世界上第一种超音速垂直/短距起落战斗机。雅克-141本来是前苏联用来接替已经在海军航空兵服役了十几年的雅克-36的，它搭载在轻型航母上，主要任务是舰队防空，同时也可以对地面和海上目标实施攻击，进行近距空中支援。首架原型机于1989年3月试飞，并于1991年在巴黎航展上公布了模型和照片，引起世界瞩目。

雅克-141的动力配备方式与雅克-36一样，装一台喷气式升力—巡航主发动机，型号为P-79，两台PД-36喷气式升力发动机前后串列装于驾驶员座舱之后，单台推力23干牛（2350公斤力）。主发动机的两个进气道位于座舱后的两例，尾喷口位于机身后部约2/3处。主发动机还装有推力转向装置，推力方向最大偏转角95度，这有利于飞机进场时减速。当发动机喷管向下偏转时，加力燃烧室与甲板的距离只有喷管直径的1.5倍，所以对地面和甲板有高温和腐蚀问题。垂直起落时，为了防止进气道吸入地面反射的主发动机和升力发动机的燃气流，在进气道下部两侧还有两个可伸缩的水平挡板。

飞机在低速飞行时的姿态控制力是来源于主发动机产生的喷气，前后发动机的推力之差控制俯仰，翼尖的反作用力控制系统控制横滚，偏航则靠机头的反作用力控制系统来实现。雅克-141采用上单翼，双垂尾布局，中等机翼后掠角，翼根前缘有边条，机翼可折叠，翼尖有一较短粗的整流罩，其下装有反作用力控制系统。机身较长，主起落架舱后的机身为两个悬臂粱向后伸展，作为双垂尾的支撑，两个垂尾向外倾斜。

雅克-141采用了大量现代飞机的先进技术。飞行控制系统采用三余度数字式全功能电传操纵系统，整个机身有26%由复合材料制造。雅克-141的性能水平和作战效能大大超过了雅克-36，打破了许多由“鹞式”创造的垂直/短距起落飞机的世界纪录。但是由于前苏联的政局变化和经济困难，现在对雅克-141的发展状况已经不得而知了。

武器装备：装一门30毫米机炮，翼下有4个外挂架，可挂AA-8、AA-10、AA-11导弹和火箭等多种武器。最大武器载重量2600千克。

雅克-141尺寸数据：机长18.3米，机高5米，翼展10.1米，折叠状态5.9米。

重量数据：最大起飞重量19500千克（短距），13675千克（垂直）。

性能数据：最大平飞速度M1.7，实用升限15000米，垂直起飞时航程1400千米，短距起飞(带副油箱)时航程2100千米。

雅克-141

美国F-35B

F-35B美国的F-35“闪电”有“世界战斗机”之称。F-35B是为海军陆战队设计的，用于快速飞临热点地区的垂直起飞/短距降落型（STOVL），它不会安装内置式航炮，但设计方案允许安装一门外置式航炮。该型飞机在空中悬停时，在所有的轴向上都具有完全可控性。F-35/STOVL型在F-35/CTOL型的基础上加装了英国罗尔斯罗伊斯与埃利逊公司合作生产的升力风扇，并在前机背上开有进气口，使其真正具备了短距起飞垂直降落的功能。F-35/STOVL将用来取代AV-8B和F/A-18C/D。（注：STOVL--Short Takeoff and Vertical Landing短距起飞和垂直降落）于2007年12月18号首次展示。2008年进行首次试飞。2012年装备海军陆战队。

垂直起落技术的飞机机动灵活，具有常规飞机无可比拟的优点，但同时也有许多重大的缺点。首先是航程短，由于要实现垂直起落，飞机的起飞重量只能是发动机推力的83%-85%，这就使飞机的有效载荷大大受到限制，影响了飞机的载油量和航程。同时，飞机垂直起飞时发动机工作在最大状态，耗油量极大，也限制了飞机的作战半径。例如“鹞”式飞机的载重量为1060千克时，作战半径只有92公里。所以在实际使用中，“鹞”式飞机尽量使用短距起飞的方式，以延长飞机的航程。因此，垂直起落飞机又称为垂直/短距起落飞机。另外，由于垂直起落飞机在实战中，经常需要分散在野外，所以它的维护也非常的困难。

垂直起降技术虽然存在一些重大弱点，但这些弱点正在得到明显改善，前景非常值得看好。例如，将会最早服役的F-35B，机身重约27吨，能够携带6吨武器，而且是隐形飞机。在垂直起飞模式下，F-35B可携带武器的重量约为“鹞”式战斗机的两倍，其作战半径约为800千米大约也是“鹞”式战斗机的两倍[1]。在美军中，F-35B战机将取代AV－8B。